酸化ストレス誘導化合物“ferroxin”を用いたフェロトーシス制御機構の解明

• Project/Area Number: 19K05746
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37030:Chemical biology-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 河村 達郎 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (60528561)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: フェロトーシス / 酸化ストレス / がん / 活性酸素種

Outline of Research at the Start

フェロトーシスは近年提唱された新しいタイプの細胞死であり、フェロトーシス制御機構の分子レベルでの解明は、がんの治療抵抗性克服のための極めて重要な課題である。本研究では、独自のフェロトーシス制御化合物“ferroxin”をツールとして用いたケミカルバイオロジー研究により、フェロトーシス制御に関わる未知の分子やシグナル伝達経路を明らかにし、新たながん治療戦略の提唱を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

フェロトーシスは鉄依存的な過酸化脂質の蓄積により引き起こされる新しいタイプの細胞死であり、フェロトーシス制御メカニズムの分子レベルでの理解はがんの治療抵抗性克服のための極めて重要な課題である。本研究では、研究代表者が最近見出した独自のフェロトーシス制御化合物“ferroxin”をツールとして用いたケミカルバイオロジー研究により、フェロトーシス制御に関わる未知の分子やシグナル伝達経路の解明と新たながん治療戦略の提唱を目的とした。初年度である本年度は、以下の2点に注力した。
1) ferroxinの結合タンパク質の解析：ferroxinの標的分子を同定するため、光親和型固定化法により作製したferroxinのアフィニティービーズを用い、プルダウンアッセイによりがん細胞の抽出液の中からferroxinの結合タンパク質の探索を行った。その結果、フェロトーシス制御に関わるferroxinの標的タンパク質の候補を見出した。
2) ferroxinがフェロトーシス制御タンパク質の発現レベルに与える影響の解析：ferroxinがフェロトーシスを制御するメカニズムを解明するため、ferroxinが既知のフェロトーシス制御タンパク質の発現量に与える影響をウェスタンブロット法により解析した。その結果、ferroxinはフェロトーシスとの関連が報告されたタンパク質の発現量を変化させること、その活性のパターンは既知のフェロトーシス制御化合物のものとは異なることを見出した。

Research Products

• [Int'l Joint Research] マックスプランク分子生理学研究所(ドイツ)
• [Presentation] 統合表現型プロファイリングとケミカルプロテオミクスの手法による3量体Giタンパク質調節化合物の発見 (2020)
  • Author(s): 河村 達郎、二村 友史、SHANG Erchang 、室井 誠、JANNING Petra 、上野 雅佳、WILKE Julian 、武田 茂樹、近藤 恭光、ZIEGLER Slava 、渡辺 信元、WALDMANN Herbert、長田 裕之
  • Organizer: 日本農芸化学会2020年度大会
• [Presentation] がん細胞に活性酸素種産生を誘導する化合物RKN9055の作用機構解析 (2019)
  • Author(s): 河村 達郎、SHANG Erchang、JANNING Petra、上野 雅佳, 武田 茂樹、ZIEGLER Slava、渡辺信元、WALDMANN Herbert、長田 裕之
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー学会 第14回年会
• [Presentation] Discovery of a small-molecule modulator of heterotrimeric G-protein through integrated phenotypic screening and chemical proteomics (2019)
  • Author(s): Tatsuro Kawamura, Erchang Shang, Yushi Futamura, Petra Janning, Julian Wilke, Makoto Muroi, Masayoshi Ueno, Shigeki Takeda, Yasumitsu Kondoh, Slava Ziegler, Nobumoto Watanabe, Herbert Waldmann, Hiroyuki Osada
  • Organizer: RIKEN-Max Planck Joint Research Center for Systems Chemical Biology 7th Symposium
  • Int'l Joint Research